[發明專利]基于全球色彩特征庫遙感影像自動勻色的方法

在審

• 申請號: 202010407612.8
• 申請日: 2020-05-14
• 公開（公告）號: CN111754590A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 黎珂;張建凱;苗聰聰
• 申請（專利權）人: 北京吉威空間信息股份有限公司
• 主分類號: G06T7/90
• 分類號: G06T7/90
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 李立娟

本發明公開了一種基于全球色彩特征庫遙感影像自動勻色的方法，該方法包括：S1多尺度空間色彩庫的構建，應用地物色彩真實，輻射質量良好的多源遙感影像在不同的分塊尺度上分別統計均值、方差，結合地物紋理及光譜特征，建立覆蓋全球范圍的多尺度空間色彩特征庫，S2根據具體的勻色需求對空間色彩庫進行局部更新；S3基于空間色彩庫與wallis濾波器對遙感影像自動勻色處理。本發明的有益效果：本申請提出的基于多尺度空間色彩庫的自動勻色技術，有效避免大規模遙感影像生產中制作勻色模板的工作量，同時滿足單張影像內部與多張影像之間，以及大范圍鑲嵌影像的勻色需求，多尺度的統計信息有利于滿足不同數據源、不同分辨率影像的色彩一致性處理。

技術領域

本發明涉及數字正射影像圖制作勻色技術領域，具體來說，涉及一種基于全球色彩特征庫遙感影像自動勻色的方法。

背景技術

由于獲取光學遙感影像的傳感器特性，以及影像獲取時間、拍攝環境等多種因素的影響，使得遙感影像在色彩上會存在不同程度的差異，這種差異會給遙感影像在數字正射影像圖制作、影像判讀、影像解譯等工程領域的應用造成不同程度的影響，為了消除影像的色彩差異，需要對影像進行色彩一致性處理，按照生產需求，將遙感影像的勻光勻色處理分成三種場景：一是對單張影像內部的色彩一致性處理，二是為保證整個測區最終成圖的色彩一致性而進行的多幅影像之間的勻光勻色處理，三是對鑲嵌后的大范圍影像鑲嵌成果進行的色彩一致性處理。

傳統的影像色彩一致性處理主要依靠技術人員使用圖像處理軟件進行人工調節，工作量大及主觀性強，難以滿足規模逐漸增大的生產需求，近年來，國內外業界專家陸續提出新的理論和方法，具有代表性的有Mask勻光算法和基于Wallis濾波的勻光算法，Mask勻光是利用低通濾波的原理從原始影像中減去不均勻的背景影像以獲得亮度均勻的影像，這種方法在針對單幅影像的勻光處理中應用較多，但是對于細節較多的大面積測區往往難以使用統一的參數批量處理，容易造成整體反差不均勻，Wallis濾波方法常被應用于影像之間的色彩一致性處理，為了使整個測區的影像擁有統一的色彩基準且不受影像處理順序的影響，需要確定一個目標均值和目標標準差，通常的做法是選擇一幅具有代表性的標準片，即勻色模板，所有的影像以勻色模板為基準進行勻色處理，由于均值和標準差都是統計值，勻色模板與待處理影像的尺寸不宜相差太大，否則容易造成地物色彩的失真，在工程應用中，為了獲取較優的勻色效果，勻色模板的選取和制作成為一項繁瑣的工作，比如厲芳婷等人提出首先對降分辨率拼接輸出的生產測區正射影像進行人工調色，然后以調節后的低分辨率影像作為勻色模板對原分辨率影像進行勻色，這種方法需要對整測區的影像完成兩次拼接，而且需要對作為勻色模板的低分辨率影像進行人工調色，增加了工作量，此外，對于多種數據源、多種分辨率、多種幅面大小的影像混合的較大測區，使用單一模板對整測區的影像進行處理容易造成不同類型的地物色彩過分趨近一致，造成不同類型地物之間的區分度下降，另一方面，在遙感正射影像工程化生產中，不同分包單位的處理成果、同一單位不同批次的處理成果、以及不同作業人員的處理成果都難以避免存在色彩方面的差異，因此如何保證不同分包數據在處理過程中擁有統一的色彩基準以及如何對不同測區的成果影像進行進一步的一致性處理都對勻光勻色的技術和方案提出了新的要求。

上述現有勻光勻色技術在大規模遙感影像生產中存在的技術缺陷具體包括：

1）國產光學衛星影像色彩較弱，特別是資源一號02C的原始影像本身缺少足夠的可見光波段，現有勻光勻色技術無法滿足較高的工藝制圖要求；

2）在大地理范圍、多數據源、不同分辨率以及影像質量參差不齊等復雜數據條件下，傳統勻色技術易造成色彩偏差的積累和傳遞，難以兼顧地物色彩的保真和影像間色彩的均勻過渡；

3）覆蓋大區域的多尺度色彩特征庫能夠為工程化的多分包、多批次影像生產提供統一的色彩基準，有效減少大范圍勻色模板制作帶來的工作量。

發明內容